DNA גנומי מלאכותי חדש יכול לשכפל ולהתפתח מחוץ לתא: תקווה לבניית תאים מלאכותיים שיכולים לגדול ולהתפתח באופן אוטונומי

Share on facebook
Share on twitter
Share on linkedin
Share on telegram
Share on whatsapp
Share on email
פרסומת
X-ray_Promo1


פרופסור נוריקזו איצ'יאשי ועמיתיו באוניברסיטת טוקיו הצליחו לגרום לביטוי גנים מ-DNA, האופייני לכל החיים, ואבולוציה באמצעות שכפול מתמשך חוץ-תאי באמצעות חומרים נטולי תאים בלבד, כגון חומצות גרעין וחלבונים, בפעם הראשונה.

היכולת להתרבות ולהתפתח היא אחד המאפיינים המגדירים של אורגניזמים חיים. עם זאת, לא נוצרו חומרים מלאכותיים בעלי מאפיינים אלה. על מנת לפתח מערכת מולקולרית מלאכותית שיכולה להתרבות ולהתפתח, יש לתרגם את המידע (הגנים) המקודד ב-DNA ל-RNA, לבטא חלבונים, ומחזור שכפול ה-DNA עם אותם חלבונים חייב להימשך לאורך תקופה ארוכה ב-DNA. מערכת. עד כה, אי אפשר היה ליצור מערכת תגובה שבה באים לידי ביטוי הגנים הדרושים לשכפול ה-DNA בעוד אותם גנים ממלאים את תפקידם בו-זמנית.

הקבוצה הצליחה לתרגם את הגנים לחלבונים ולשכפל את ה-DNA המעגלי המקורי עם החלבונים המתורגמים על ידי שימוש ב-DNA מעגלי הנושא שני גנים הדרושים לשכפול ה-DNA (DNA גנומי מלאכותי) ומערכת שעתוק-תרגום ללא תאים.(1). יתר על כן, הם גם שיפרו בהצלחה את ה-DNA כך שיתפתח ל-DNA עם עלייה של פי 10 ביעילות השכפול על ידי המשך מחזור שכפול ה-DNA למשך כ-60 יום.

על ידי הוספת הגנים הדרושים לתעתוק ותרגום ל-DNA הגנומי המלאכותי שפותחה על ידי הקבוצה, ניתן יהיה לפתח תאים מלאכותיים שיכולים לגדול באופן אוטונומי פשוט על ידי הזנתם בתרכובות בעלות משקל מולקולרי נמוך כגון חומצות אמינו ונוקלאוטידים. עתיד. אם ניתן ליצור תאים מלאכותיים כאלה, אנו יכולים לצפות כי חומרים שימושיים המיוצרים כיום באמצעות אורגניזמים חיים (כגון חומרים לפיתוח תרופות וייצור מזון) יהפכו ליציבים יותר וקלים יותר לשליטה.

מחקר זה הובל על ידי פרופסור נוריקזו איצ'יאשי, מנהל מחקר של הפרויקט "פיתוח מערכת שכפול-תעתוק-תרגום של גנום מלאכותי מתחדש" בתחום המחקר "סינתזת גנום בקנה מידה גדול ותכנות תאים" תחת התוכנית האסטרטגית של ה-JST. תוכניות מחקר בסיסיות CREST (סוג צוות). בתחום המחקר הזה, JST שואפת להבהיר עקרונות בסיסיים ביחס למבנה ותפקוד הגנום ליצירת טכנולוגיית פלטפורמה לשימוש בתאים.

*(1) מערכת תמלול ותרגום ללא תאים

תמיסת תגובה המכילה את כל הגורמים הדרושים לשעתוק ה-RNA מגנים המקודדים ב-DNA ותרגום לחלבונים מחוץ לתא. המחקר הנוכחי השתמש במערכת PURE המחודשת (Shimizu et al. Nat Biotechnol. 2001), המורכבת כולה מחלבונים מטוהרים ומוכרים ו-RNA. לפיכך, המערכת נקייה מאלמנטים לא ידועים. מערכת זו פותחה על ידי Yoshihiro Shimizu (מרכז RIKEN למדעי הביולוגי החזיתיים) ועמיתיו במעבדה של Takuya Ueda באוניברסיטת טוקיו.

מקור הסיפור:

חומרים המסופק על ידי סוכנות המדע והטכנולוגיה של יפן. הערה: ניתן לערוך את התוכן לפי הסגנון והאורך.

.



קישור לכתבת המקור – 2021-11-19 22:56:10

Share on facebook
Facebook
Share on twitter
Twitter
Share on linkedin
LinkedIn
Share on telegram
Telegram
Share on whatsapp
WhatsApp
Share on email
Email
פרסומת
X-ray_Promo1

עוד מתחומי האתר